JPS6242708A - 気泡除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体中に含まれる気泡を除去する装置に係り
、特に液体クロマトグラフ分析における溶離液や光学的
分析に供する液体試料をチューブやパイプでカラムやセ
ル等の検出部に送液する途中において、気体透過膜を用
いて有効に除去するものに関する。

〔従来技術及びその問題点〕

カラムやフローセルを用いて液体試料の分析を行なう場
合、溶離液や液体試料中の気泡の存在は極めて厄介なも
のである。特に液体クロマトグラフ分析の場合、気泡が
カラムに入ると固定相と移動相の接触が断たれて正常な
分析が不可能になるし、気泡中の酸素により固定相や試
料が劣化や酸化分解を起こし特性や分解能を悪化させ、
遂には使用不能に至らしめる。また、ポンプによる正常
な送液を妨げる。一方、フローセルを用いる比色分析や
散乱能測定においては、気泡により光の正常な透過や散
乱が妨げられノイズの原因となる。

しかるに、これらの装置では溶離液・試料液の吸引箇所
やチューブ、パイプその他の連結箇所等で気泡が混入し
たり、溶存気体が温度や内圧の変化で気泡化することは
避は難い。また、光学測定用試料液の多くは被検液と試
薬を攪拌混合させて得られるが、攪拌により多量の空気
が混入される。

そして、液体クロマトグラフ分析に於ける溶離液やフロ
ーセルを用いて連続・自動的に分析する試料液の場合、
これらに混入した或いは内部で発生した気泡は必ず検出
部に移行する。

そこで従来は、液体クロマトグラフ分析に用いる溶離液
中の気泡を、加熱、減圧或いは超音波処理等種々な手段
で除去していた。しかしこれらは何れも装置が人がかり
となり、操作性やコストの面で難がある。またこれらの
処理は、通常開放下で脱気するためバッチ式的なものと
なり、溶離液の吸引時に再度気泡が混入する危険性があ
る。しかも、有機系溶離液は加熱により発火する危険が
あるし、バッファー等溶質を含むものでは変質や溶媒の
蒸発による濃度変化の問題もある。

一方、液体試料を光学的に測定する場合前記同様の問題
があるとともに、臨床検査の如く少量（１ｍｔ以下ない
し数−程度の場合が多い）の検体を多数連続測定するよ
うな場合には、従来の脱泡処理は困難乃至極めて手間が
かかり実際的でない。

そこで、この場合気泡を除去しないまま測定し、得られ
た信号が成る基準値を越えた場合は気泡或いは塵埃の影
響であるとしてその信号を無視して測定するとか（例え
ば特開昭５７−２３８４４）　、かかる信号を受けてス
イッチ回路により非測定状態にする等種々な手段が取ら
れている（例えば特公昭５８−２３６５　）。しかし、
これの方法は信号処理に余分な回路を必要とする等コス
トがかかるとともに、測定結果の信頼性は低くならざる
を得ない。

尚、特開昭５７−１６５００７号公報にはチューブ状そ
の他の合成樹脂製容器内に液体を入れ、その合成樹脂製
容器を減圧雰囲気中にさらして液体中の溶存ガスを脱気
する技術が開示されている。これは合成樹脂の気体透過
性を利用したものであるが、その性質上気泡のような大
きなものは除去できない。また有効に溶存ガスを除去す
るには１０〜２０ｍにも及ぶ長尺なチューブを必要とし
、装置が大型化し高価なものとなる。従って、光学的分
析特に少量の試料液を取り扱う場合には不向きであり、
溶離液の処理も別途脱泡装置を必要とするなど実際的で
ない。

〔本発明の目的〕

本発明は上記に鑑みなされたもので、カラムやフローセ
ルを含む液体自動分析装置等に組み込んで用いられるよ
うに、連続脱泡が可能で小型軽量な気泡除去装置を提供
することを目的とする。また、構造が簡単で安価に得ら
れ、少量の試料液の脱泡も簡単な操作で確実に行える気
泡除去装置を提供することを目的とする。

〔目的を達成するための手段〕

これらの目的は、気泡が液体中を上昇する性質を利用し
、液体の流入口と流出口を備えた脱泡室の上部に、気体
透過膜を介して減圧室を設けることにより達成される。

そして流入口から送り込まれた溶離液や試料液はその上
面が気体透過膜に接しており、気泡は脱泡室内を上昇し
気体透過膜を通過して減圧室に移行し、ポンプで系外に
排出される。この気泡の移行は、溶離液や試料液の粘度
。

気泡の大きさ等にもよるが、用いる液体は通常低粘度で
あるため極めて短時間で行なわれる。従って、ａ進呈の
大きさも液路程度のものが数〜十数ｃｍ＋程度も有れば
十分である。

尚、溶存気体の気泡化や気泡の膨張化を図って除去を効
果的に行わしめるために、溶離液や液体試料を４０〜５
０℃程度以下に昇温させたる加熱装置や振動を与える装
置を脱泡室や流入口近傍に設けてもよい。

次に、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図（ａ）は、本発明気泡除去装置の一例を示す縦断
面したものを組み込んだ液体クロマトグラフ分析装置の
概略ブッロソク図、第１図（ｂ）は気泡除去装置の断面
した部分斜視図である。

この気泡除去装置（１）は、脱泡室（２）が液路の一部
を構成し、減圧室（３）は気体透過膜（４）を介してそ
の液路上部に沿って設けられている。そして、２枚の板
状体（５）・（６）に重ね合わした場合合致するＩｉ１
溝（７）・・・・（８）・・・を刻設し、気体透過膜（
４）を介して重ね合わせ、ネジ（９）その他締め具、接
着剤等で一体化して形成され、下側の縦溝（７）・・・
を脱泡室（２）、上側の縦溝（８）・・・を減圧室（３
）とする。また、脱泡室（２）の上手及び下手には夫々
流入口（ｌのと流出口（１１）が設けられ、減圧室（３
）からは排気口（１２）が突設されており、夫々チュー
ブ（１３）やパイプが接続される。

脱泡室（２）の大きさは、チューブ（１３）等の太さに
もよるが１〜数ｌ！ＩＩＩＲ程度とする。また脱泡室（
２）の長さは液体の流速、送液量、粘度等にもよるが数
〜十数Ｃｌ１１程度有ればよく、減圧室（３）の圧力も
同様に液体の流速等によるが１００〜５００ｎｅｍｌ［
ｇ程度で十分目的を達する。

板状体の材質は金属でもよいが、通関なプラスチックを
用いれば気泡やその除去が観察できて好ましい。更に、
大量生産するには縦溝や流出入口・排気口を樹脂で一体
成型するとよい。

一方気体透過膜（４）としては、微細な孔径（例えば０
．２〜数μ前後）の連続気孔を持つ多孔質プラスチック
フィルムが用いられる。このフィルムは連続気孔の故に
気体は透過させるが、四弗化エチレンやポリエチレン等
の疎水性樹脂製のものは水は透過させない。また、親水
性樹脂であるポリビニルアルコール系のものは有機溶媒
を透過させない、そこで熔１ｉｌｉ液や試料液の溶媒に
応じて好ましい種類のフィルムを用いるとよい。

尚、成泡性はフィルムの気孔率が大きい程また膜厚が薄
い程良いが、特に厚みの場合は強度との兼ね合いで最適
なものを選ぶとよい。現在市販のものには、気孔率２５
〜９５％、厚み０．１〜０．５ｍｍ程度のものがある。

しかして、第１図（ａｌの如く溶離液（Ｉ４）を送液ポ
ンプ（１５）で送液する途中に気泡除去装置（１）を組
み込んでおくと、溶離液（Ｉ４）中に混入或いは発生し
た気泡（Ｉ６）・・・は脱泡室（２）内で浮上し、気体
透過膜（４）を通って減圧室（３）に引かれ、排気口（
１２）から径外に排出される。かくして、気泡を含まな
い溶離液（１４）がカラム（１７）に連続して送り込ま
れる。

前記例では、縦溝（７）は均一の深さに設けられていた
が、これを第２図（ａ）の如く流出口（１１）側で浅く
なるようにし、小さい気泡が気体透過膜（４）に接近し
易（してもよい。この際、浅い部分での流速増加を押さ
えるために第２図（ｂ）の如く該部分の溝巾を広くする
とよい。また、溶離液（Ｉ７０中の溶存気体の気泡化や
気泡（１６）の膨張化を促進するために・第３図の如く
流入口（１０）側にヒーター（Ｉ８）を設け、溶離液（
１４）に不都合が生じない程度（４０〜５０℃程度以下
）に加温するとか、バイブレータ−（１９）等で脱泡室
（２）等に振動を与えてもよい。脱泡室（２）が金属製
の場合はそれ自体を加温してもよいし、溶離液の容器を
加温してもよい。尚、加温した溶離液を好ましい温度に
までさげるための放熱器（２７）や冷却器を流出口（Ｉ
　１）以降に設けると、残った溶存ガスの気泡化を防ぐ
しカラム保護の面からも好ましい。

更に、気体透過膜（４）を流入口（１０）側で高く流出
口（１１）側で低くし且つ流入口（１０）を流出口（１
１）よりも高い位置に設けることにより、気泡（ＩＧ）
が気体透過膜（４）に接さすに脱泡室（２）を通過する
のを有効に防ぐことができる。第３図の如く、気泡除去
装置（１）全体を流入口（１０）側で高くなるように傾
けても同様の効果を生じる。

次に、第４図及び第５図は前記別間様脱泡室（２）が液
路の一部をなすように構成された気泡除去装置（１）の
他の例を示す。第４図は、パイプ（２のの上側面の一部
を切除し、該部分を気体透過膜（４）で覆い、その上部
に減圧室（３）を形成する封止体（２１）を気密に固着
したものである。この気泡除去装置（１）は、該パイプ
（２０）をチューブ（Ｉ３）の中間に挿入するだけで取
り付けができ場所も取らない利点がある。第５図の気泡
除去装置（１１は、同じくパイプ（２０）の内部を気体
透過膜（４）で部分したもので、該気体透過膜（４）は
枠体（２２）で支持されパイプ（２０）内の嵌入ＩＲ（
２３）・（２３）に嵌込み固定される。

以上は、脱泡室（２）が液路の一部をなし溶離液（１４
＞中の気泡を連続的に除去するものであるが、第６図の
如く脱泡室（２）が液路よりも大きな容量を有する液体
溜の場合も同様に気泡を除去する効果を有する。この場
合、流入口（１０）は脱泡室（２）の上部側。

流出口（１１）は下部側に設ける必要がある。かくする
と、流入口（１０）から脱泡室（２）に送り込まれる溶
離液（＋船中の気泡（１６）・・・は、脱泡室（２）内
で直ちに上昇し、気体透過膜（４）に至って吸引除去さ
れ、流出口（＋　１）からは気泡（１６）のない溶離液
（１４）が送りだされる。また図示の気泡除去装置（１
１は、気体透過膜（４）を脱泡室（２）となる容体と減
圧室（３）となる蓋体間で挟着しただけのもので作り易
く安価に得られる利点がある。ただ、脱泡室（２）に送
り込まれた液体は流入順に流出するとは限らないので、
／８離液等同種の液体を連続送液する場合の脱泡に向く
。

第７図は、第１図に示す気泡除去装置（１）をフローセ
ル（２優を用いた比色分析装置に組み込んだ例を示す。

この場合、多数（図では１個）の液体試料（２５）を洗
浄液（２６）と交互に吸引してフローセル（２４）に送
り込むので、特に吸引時に気泡（１６）を吸い込み易い
。また前述の如く液体試料（２４）中には気泡や溶存気
体が多いので、気泡発生の危険性が高い。しかして、送
液ポンプ（１５）の直前等に気泡、除去装置（１）を組
み込むことにより、これらの気泡（１Ｇ）を除いた試料
液が送液ポンプ（１５）に送られ、ポンプのトラブルや
気泡による測定誤差は完全に防がれる。

〔効果〕

以上詳述したように、本発明の気泡除去装置は液体の流
入口と流出口を備えた脱泡室の上部に、気体透過膜を介
して減圧室を設け、該減圧室に排気ポンプ或いは真空ポ
ンプに連結される排気口を設けたものである。そして、
成泡室内に連続して送られてくる溶離液や液体試料中の
気泡を上昇させて気体透過膜に接触させ、減圧室内に吸
引して系外に排出除去するものである。

従って、小型・軽量な気泡除去装置が得られるので液体
クロマトグラフ分析に組み込んでも場所を取らず、装置
全体のコンパクト化が図れる。また少量の液体試料の脱
泡が簡単に行えるので、従来気泡除去装置を組み込むこ
とが殆ど行われなかった小型の自動比色分析計や散乱光
度計にも組み込め、光学的測定の精度向上に資すること
ができる。しかも構造が極めて簡単で故障もなく安価に
得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａｔは本発明に係る気泡除去装置の一例を示す
縦断面したものを組み込んだ液体クロマトグラフ分析装
置の概略ブソロノク図、第１図（ト））は同図（ａｌの
気泡除去装置の断面した部分斜視図、第２図は脱泡室を
構成する縦溝の変形例を示しくａ）は断面図、（ｂ）は
平面図、第３図は第１図に示す気泡除去装置の変形例を
示す断面図、第４図は気泡除去装置の他の例を示しくａ
）は分解斜視図、（ｂ）は横断面図、第５図及び第６図
は更に異なる他の例を示し第５図は斜視図第６図は断面
図、第７図は本発明装置を比色分析計に組み込んだ状態
のブロック図である。 ｌ・・・・・・気泡除去装置 ２・・・・・・脱泡室 ３・・・・・・減圧室 ４・・・・・・気体透過膜 １０・・・・・・流入口 １１・・・・・・流出口 １２・・・・・・排気口 １３・・・・・・チューブ １４・・・・・・溶離液 １５・・・・・・送液ポンプ １６・・・・・・気泡 １７・・・・・・カラム ２０・・・・・・パイプ ２４・・・・・・フローセル ２５・・・・・・液体試料 ２６・・・・・・洗浄液 ・し　−１」 第１図 （ｂ） 第２図 （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体の流入口と流出口を備えた脱泡室の上部に、気
   体透過膜を介して減圧室を設け、該減圧室に排気ポンプ
   或いは真空ポンプに連結される排気口を設けてなる気泡
   除去装置。 ２、脱泡室は、液路の一部を構成するものである特許請
   求の範囲第１項記載の気泡除去装置。 ３、溝を刻設した２枚の板状体を、気体透過膜を介して
   上下に重ね合わせて一体化し、上側の溝を減圧室、下側
   の溝を脱泡室とするものである特許請求の範囲第１項記
   載の気泡除去装置。 ４、上側面の一部を切除したパイプ或いはチューブの部
   分を脱泡室とし、該開かれた部分の上部に気体透過膜を
   介して減圧室を形成する封止体を固着してなる特許請求
   の範囲第１項記載の気泡除去装置。 ５、気体透過膜は流入口側を高くし、且つ流入口を流出
   口よりも高い位置に配設してなる特許請求の範囲第１項
   記載の気泡除去装置。 ６、脱泡室は、液路よりも大なる容量を有する液体溜か
   らなり、その上部側に流入口、その下部側に流出口を設
   けてなる特許請求の範囲第１項記載の気泡除去装置。